Question

16．稀有氣體元素Xe（氙）形成的一種化合物XeO₃極不穩定，易轉化為單質而使XeO₃呈強氧化性．現將適量的XeO₃投入30mL Mn²⁺濃度為0.1mol/L的溶液中，恰好完全反應，放出唯一氣體是Xe單質，其在標準狀況下的體積為56mL，在反應過程中溶液的pH不斷減小．
（1）已知Mn²⁺在不同的條件下，可被氧化為+4、+6、+7等不同價態，依據題目所給的數據推算氧化后錳元素的化合價．
（2）若將反應后的溶液稀釋到90mL，求稀釋后溶液的pH．

Answer 1

分析 n（XeO₃）=n（Xe）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，n（Mn²⁺）=0.03L×0.1mol/L=0.003mol，結合氧化還原反應得失電子數目相等可確定Mn²⁺的氧化產物，進而書寫反應的離子方程式，根據離子方程式計算．

解答 解：（1）n（XeO₃）=n（Xe）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，n（Mn²⁺）=0.03L×0.1mol/L=0.003mol，令Mn²⁺氧化產物的化合價為+x，
0.0025mol×（6-0）=0.003mol×（x-2），
x=7，
答：氧化后錳元素的化合價為+7；
（2）由化合價的變化可知反應的離子方程式為5XeO₃+6Mn²⁺+9H₂O=6MnO₄^-+5Xe↑+18H⁺，
由反應的離子方程式可知生成的n（H⁺）=0.0025mol×$\frac{18}{5}$=0.009mol，則c（H⁺）=$\frac{0.009mol}{0.09L}$=0.1mol/L，pH=1，
答：稀釋后溶液的pH為1．

點評 本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應基本概念、計算的考查，注意從化合價角度和習題信息角度分析，題目難度不大．